(57)【要約】【課題】半導体基板の主面におけるエッチング量の均一化を図る。【解決手段】主面５にシリコン酸化膜が形成された半導体基板３の主面５を鉛直方向と平行にして冷却槽１１に半導体基板３を収容し、主面５の温度が、主面５の鉛直方向における上部５ａから下部５ｂに向かって低くなるように冷却する冷却工程と、冷却工程後に、主面５を鉛直方向と平行にした半導体基板３の全体を下部５ｃ側から薬液に浸漬し、シリコン酸化膜を除去するエッチング工程と、を有する。【選択図】図２
2013183152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に膜が形成された半導体基板の前記主面を鉛直方向と平行にして冷却槽に前記半導体基板を収容し、前記主面の温度が、前記主面の前記鉛直方向における上部から下部に向かって低くなるように冷却する冷却工程と、
前記冷却工程後に、前記主面を前記鉛直方向と平行にした前記半導体基板の全体を前記下部側から薬液に浸漬し、前記膜を除去するエッチング工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記冷却工程では、前記半導体基板に、冷却された気体を吹き付けることによって、前記主面の前記鉛直方向に対して温度勾配を付与する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記冷却工程では、前記冷却槽に注入された液体の温度に、前記冷却槽の前記鉛直方向に対して温度勾配を付与する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
主面に膜が形成された半導体基板の前記主面を鉛直方向と平行にして冷却槽に前記半導体基板を収容し、前記鉛直方向における複数の位置から、前記半導体基板に冷却された気体を吹き付けることによって、前記主面の温度が、前記主面の前記鉛直方向における上部から下部に向かって低くなる温度勾配を付与するように冷却する冷却工程と、
前記冷却工程後に、前記主面を前記鉛直方向と平行にした前記半導体基板の全体を前記下部側から薬液に浸漬し、前記膜を除去するエッチング工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項５】
主面に膜が形成された半導体基板の前記主面を鉛直方向と平行にして冷却槽に前記半導体基板を収容し、前記鉛直方向における前記半導体基板の中央部に、第１温度に冷却された気体を吹き付けると共に、前記鉛直方向における前記半導体基板の下部に、前記第１温度よりも低い第２温度に冷却された気体を吹き付けることによって、前記主面の温度が、前記主面の前記鉛直方向における上部から下部に向かって低くなる温度勾配を付与するように冷却する冷却工程と、
前記冷却工程後に、前記主面を前記鉛直方向と平行にした前記半導体基板の全体を前記下部側から薬液に浸漬し、前記膜を除去するエッチング工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記冷却工程では、複数の前記半導体基板を、前記主面を互いに平行にして間隔をあけて前記冷却槽内に配列する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
主面に膜が形成された半導体基板の、鉛直方向と平行にされた前記主面に冷却された気体を吹き付けることによって、前記主面の温度が、前記主面の前記鉛直方向における上部から下部に向かって低くなるように冷却するための冷却装置と、
前記冷却装置で冷却された前記半導体基板の全体を、前記主面を前記鉛直方向と平行にして前記下部側から薬液に浸漬し、前記膜を除去するためのエッチング装置と、
を備える半導体装置の製造装置。
【請求項８】
前記冷却装置は、前記冷却装置内に収容された前記半導体基板の前記主面の前記鉛直方向における中央部に、第１温度に冷却された気体を吹き付ける第１の噴射部と、前記冷却装置内に収容された前記半導体基板の前記主面の前記鉛直方向における下部に、前記第１温度よりも低い第２温度に冷却された気体を吹き付ける第２の噴射部と、を有する、請求項７に記載の半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板のウェットエッチングを行うための、半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板のウェットエッチングを行うための、半導体装置の製造方法について説明する。半導体基板としては例えばシリコン基板が用いられる。
【０００３】
図７に、本発明に関連する半導体装置の製造装置の模式図を示す。図７に示すように、半導体装置の製造装置１０１は、シリコン酸化膜が形成された半導体基板１０３を薬液１１２ａに浸漬し、シリコン酸化膜を除去するための薬液槽１１２と、薬液１１２ａに浸漬された半導体基板１０３を水洗するための水洗槽１１３とを備えている。薬液槽１１２には、フッ酸を含む薬液１１２ａ（バッファードフッ酸溶液）が注入されている。水洗槽１１３には、純水１１３ａとして純水が注入されている。
【０００４】
このような半導体装置の製造装置１０１を用いた、半導体装置の製造方法は、半導体基板１０３のシリコン酸化膜上に、所定のパターンをなすレジスト膜を形成するパターン形成工程と、主面１０５を鉛直方向と平行にした半導体基板１０３の全体を薬液１１２ａに浸漬してシリコン酸化膜を除去するエッチング工程と、エッチングが行われた半導体基板１０３を水洗する水洗工程とを有している。
【０００５】
図８及び図９に、本発明に関連する半導体装置の製造方法におけるエッチング工程を説明するための模式図を示す。図８に示すように、エッチング工程では、円形状の主面が鉛直方向と平行にされた状態で、昇降部材１１７によって保持された半導体基板１０３を下降させて、半導体基板１０３の下部１０５ｃ側から全体が薬液１１２ａに所定時間浸漬されることで、所望のパターンをなすようにシリコン酸化膜が除去される。半導体基板１０３は、図９に示すように、薬液１１２ａ中に所定時間だけ浸漬させた後、鉛直方向に上昇されて、薬液から引き上げられている。半導体基板１０３は、薬液１１２ａから引き上げたとき、図９中に矢印で示すように、主面１０５の上部１０５ａから下部１０５ｃに向かって薬液１１２ａが流れ落ちる。
【０００６】
エッチング工程では、例えば、温度が２０度で、フッ酸の濃度が５０％の薬液にシリコン基板を浸漬し、シリコン酸化膜を１０秒間エッチングした場合、シリコン基板の主面のエッチング量が平均１２００ｎｍ程度となる。つまり、この場合、シリコン酸化膜のエッチングレートが１２０ｎｍ／秒である。
【０００７】
エッチング工程において、半導体基板１０３全体を薬液１１２ａに浸漬するまでの時間と、半導体基板１０３全体を薬液１１２ａから引き上げるまでの時間との合計が２秒要している。したがって、１０秒間のエッチングを行った場合、薬液１１２ａに対して下部１０５ｃ側から浸漬される半導体基板１０３は、主面１０５の鉛直方向の上部１０５ａ、中部１０５ｂ、下部１０５ｃが薬液１１２ａに浸漬されている浸漬時間がそれぞれ異なり、主面１０５の上部１０５ａが１０秒間、中部１０５ｂが１１秒間、下部１０５ｃが１２秒間となる。つまり、半導体基板１０３の主面１０５の上部１０５ａと下部１０５ｃとで、浸漬時間に２秒間の差が生じる。このため、半導体基板１０３の主面１０５は、浸漬時間が長い下部１０５ｃのエッチング量と、浸漬時間が短い上部１０５ａのエッチング量との差が、（１２０ｎｍ／秒）×２秒＝２４０ｎｍとなってしまう。
【０００８】
図１０に、本発明に関連する半導体装置の製造方法における水洗工程を説明するための模式図を示す。図１０において、（ａ）に水洗槽の模式図を示し、（ｂ）に半導体基板の主面におけるエッチング量を示す。
【０００９】
図１０（ａ）に示すように、水洗工程では、エッチング工程と同様に、円形状の主面１０５が鉛直方向と平行にされた状態で半導体基板１０３が昇降部材１１７によって保持され、半導体基板１０３の全体が下部１０５ｃ側から純水１１３ａに浸漬されて、薬液１１２ａによるエッチングの進行が停止される。
【００１０】
水洗工程では、エッチング工程から搬送された半導体基板１０３の全体が純水１１３ａに浸漬されるまでの時間を１秒要する。したがって、純水１１３ａに対して下部１０５ｃ側から浸漬される半導体基板１０３は、主面１０５の鉛直方向の上部１０５ａと下部１０５ｃとで純水１１３ａに浸漬されるまでの時間差が１秒間生じることになる。このため、水洗工程においても、半導体基板１０３の主面１０５は、純水１１３ａに早く浸漬される下部１０５ｃのエッチング量と、純水１１３ａに下部１０５ｃよりも１秒間遅く浸漬される上部１０５ａのエッチング量とに、（１２０ｎｍ／秒）×１秒＝１２０ｎｍの差が生じてしまう。
【００１１】
上述した半導体装置の製造方法によれば、半導体基板１０３の主面１０５の上部１０５ａと下部１０５ｃには、エッチング工程において生じるエッチング量の差と、水洗工程において生じるエッチング量の差を合計して、２４０＋１２０＝３６０ｎｍの差が生じてしまう。半導体基板１０３の主面１０５におけるエッチング量は、図１０（ｂ）に模式的に示すように、下部１０５ｃから上部１０５ａに向かって小さくなるように分布している。
【００１２】
このようにエッチング工程で生じるエッチング量の差を抑える対策として、特許文献１には、薬液槽の下部から純水を噴出させながら、薬液槽に浸漬させた半導体基板を支持するローラを用いて、半導体基板を主面の中心軸回りに回転させる方法が開示されている。この特許文献１に記載の方法では、鉛直方向における半導体基板の主面の上部のエッチング量と、主面の下部のエッチング量とを同程度にし、主面内の鉛直方向におけるエッチング量の均一化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２８４３０５号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の方法では、回転するローラと半導体基板とを摺接させているので、薬液槽内にパーティクルが発生する原因となり、パーティクルによって半導体基板の不良を招いてしまう問題がある。
【００１５】
また、特許文献１に記載の方法は、複数のローラを用いて半導体基板を回転させると共に、薬液槽の下部から純水を噴出させているので、薬液槽の構造が複雑化してしまう問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上述のような課題を解決するものである。
【００１７】
本発明の半導体装置の製造方法の第１の態様によれば、主面に膜が形成された半導体基板の主面を鉛直方向と平行にして冷却槽に半導体基板を収容し、主面の温度が、主面の前記鉛直方向における上部から下部に向かって低くなるように冷却する冷却工程と、冷却工程後に、主面を前記鉛直方向と平行にした半導体基板の全体を下部側から薬液に浸漬し、膜を除去するエッチング工程と、を有する。
【００１８】
本発明の半導体装置の製造方法の第２の態様によれば、主面に膜が形成された半導体基板の主面を前記鉛直方向と平行にして冷却槽に半導体基板を収容し、前記鉛直方向における複数の位置から、半導体基板に冷却された気体を吹き付けることによって、主面の温度が、主面の前記鉛直方向における上部から下部に向かって低くなる温度勾配を付与するように冷却する冷却工程と、冷却工程後に、主面を前記鉛直方向と平行にした半導体基板の全体を下部側から薬液に浸漬し、膜を除去するエッチング工程と、を有する。
【００１９】
本発明の半導体装置の製造方法の第３の態様によれば、主面に膜が形成された半導体基板の主面を鉛直方向と平行にして冷却槽に半導体基板を収容し、前記鉛直方向における半導体基板の中央部に、第１温度に冷却された気体を吹き付けると共に、前記鉛直方向における半導体基板の下部に、第１温度よりも低い第２温度に冷却された気体を吹き付けることによって、主面の温度が、主面の前記鉛直方向における上部から下部に向かって低くなる温度勾配を付与するように冷却する冷却工程と、冷却工程後に、主面を前記鉛直方向と平行にした半導体基板の全体を下部側から薬液に浸漬し、膜を除去するエッチング工程と、を有する。
【００２０】
本発明の半導体装置の製造装置の一態様によれば、主面に膜が形成された半導体基板の、鉛直方向と平行にされた主面に冷却された気体を吹き付けることによって、主面の温度が、主面の前記鉛直方向における上部から下部に向かって低くなるように冷却するための冷却装置と、冷却装置で冷却された半導体基板の全体を、主面を前記鉛直方向と平行にして下部側から薬液に浸漬し、膜を除去するためのエッチング装置と、を備える。
【００２１】
上述した本発明に係る半導体装置の製造方法は、エッチング工程の前に、冷却工程において、半導体基板の主面の温度が、鉛直方向における上部から下部に向かって低くなるように冷却される。半導体基板の温度の低下に伴ってエッチングレート（エッチング速度）が低下するので、半導体基板の主面は、温度が低い下部のエッチングレートが、温度が高い上部のエッチングレートよりも低くなる。
【００２２】
エッチング工程では、半導体基板の主面の下部側から全体を薬液に浸漬させるときに、主面の下部の浸漬時間が、上部の浸漬時間よりも長くなることで、主面の上部と下部とにエッチング量の差が生じる。しかしながら、冷却工程によって主面の下部のエッチングレートが、上部のエッチングレートよりも低くされているので、エッチング工程で生じるエッチング量の差を相殺することが可能になる。その結果、半導体基板の主面の上部と下部とにエッチング量の差が生じることが抑えられる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ウェットエッチングにおいて半導体基板の主面におけるエッチング量を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態の半導体装置の製造装置を示す模式図である。
【図２】実施形態の半導体装置の製造方法における冷却工程を説明するための模式図である。
【図３】実施形態の半導体装置の製造方法における冷却工程を説明するための模式図である。
【図４】実施形態の半導体装置の製造方法におけるエッチング工程を説明するための模式図である。
【図５】実施形態の半導体装置の製造方法におけるエッチング工程を説明するための模式図である。
【図６】実施形態の半導体装置の製造方法における水洗工程を説明するための模式図である。
【図７】本発明に関連する半導体装置の製造装置を示す模式図である。
【図８】本発明に関連する半導体装置の製造方法におけるエッチング工程を説明するための模式図である。
【図９】本発明に関連する半導体装置の製造方法におけるエッチング工程を説明するための模式図である。
【図１０】本発明に関連する半導体装置の製造方法における水洗工程を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
図１に、実施形態の半導体装置の製造装置の模式図を示す。本実施形態では、半導体基板として例えばシリコン基板が用いられる。
【００２７】
図１に示すように、実施形態の半導体装置の製造装置１は、主面５（表面）にシリコン酸化膜が形成された半導体基板３の、鉛直方向と平行にされた主面５に冷却された気体を吹き付けることによって、主面５の温度が、主面５の鉛直方向における上部５ａから下部５ｃに向かって低くなるように冷却するための冷却装置としての冷却槽１１と、冷却槽１１で冷却された半導体基板３の全体を、主面５を鉛直方向と平行にして下部５ｃ側から薬液１２ａに浸漬し、シリコン酸化膜を除去するためのエッチング装置としての薬液槽１２とを備えている。
【００２８】
また、半導体装置の製造装置１は、薬液１２ａに浸漬された半導体基板３を水洗するための水洗槽１３と、冷却槽１１、薬液槽１２、水洗槽１３の間で半導体基板３を搬送する搬送機構（不図示）とを備えている。薬液槽１２には、薬液１２ａとしてのバッファードフッ酸溶液が注入されている。水洗槽１３には、純水１３ａとしての純水が注入されている。
【００２９】
図２及び図３に、実施形態の半導体装置の製造方法における冷却工程を説明するための模式図を示す。図３において、（ａ）に冷却槽１１の模式図を示し、（ｂ）に半導体基板３の主面５における温度分布を示す。
【００３０】
図２及び図３（ａ）に示すように、冷却槽１１は、第１の温度に冷却された気体を噴射する第１の噴射部としての側部噴射ノズル１５と、第１温度よりも低い第２温度に冷却された気体を吹き付ける第２の噴射部としての下部噴射ノズル１６とを有している。
【００３１】
側部噴射ノズル１５は、半導体基板３の主面５の水平方向の両側にそれぞれ設けられており、冷却槽１１内に収容された半導体基板３の主面５の中部５ｂに対応する位置に配置されている。下部噴射ノズル１６は、冷却槽１１の底部に設けられており、冷却槽１１内に収容された半導体基板３の主面５の下部５ｃに対応する位置に配置されている。
【００３２】
また、上述の搬送機構は、冷却槽１１、薬液槽１２、水洗槽１３に対して半導体基板３を昇降させる昇降部材１７を有している。図２に示すように、昇降部材１７は、半導体基板３の主面５を鉛直方向と平行にした状態で、主面５の下部５ｃを保持する保持部１７ａを有している。
【００３３】
また、冷却槽１１では、複数の半導体基板３が一括して冷却されてもよい。このとき、複数の半導体基板３は、主面５を互いに平行にして間隔をあけて冷却槽１１内に配列される。この場合には、複数の側部噴射ノズル１５が、複数の半導体基板３の配列方向に沿って、隣接する半導体基板３の間に気体を流入させるように配置される。また、複数の下部噴射ノズル１６も、複数の半導体基板３の配列方向に沿って配置される。
【００３４】
以上のように構成された、半導体装置の製造装置１を用いた、半導体装置の製造方法について説明する。
【００３５】
実施形態の半導体装置の製造方法は、半導体基板３の主面５にシリコン酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、半導体基板３のシリコン酸化膜上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、半導体基板３のシリコン酸化膜上に、所定のパターンをなすレジスト膜を形成するパターン形成工程を有している。
【００３６】
また、半導体装置の製造方法は、主面５にシリコン酸化膜が形成された半導体基板３の主面５を鉛直方向と平行にして冷却槽１１に半導体基板３を収容し、主面５の温度が、主面５の鉛直方向における上部５ａから下部５ｃに向かって低くなるように冷却する冷却工程と、冷却工程後に、主面５を鉛直方向と平行にした半導体基板３の全体を下部５ｃ側から薬液１２ａに浸漬し、シリコン酸化膜を除去するエッチング工程とを有している。
【００３７】
また、半導体装置の製造方法は、エッチング工程後に、主面５を鉛直方向と平行にした半導体基板３全体を純水１３ａに浸漬して水洗する水洗工程を有している。
【００３８】
本実施形態における冷却工程では、鉛直方向における複数の位置から、半導体基板３に冷却された気体を吹き付けることによって、主面５の温度が、主面５の鉛直方向における上部５ａから下部５ｃに向かって低くなる温度勾配を付与するように冷却する。
【００３９】
さらに詳細には、本実施形態における冷却工程では、鉛直方向における半導体基板３の中央部に、第１温度に冷却された気体を吹き付けると共に、鉛直方向における半導体基板３の下部５ｃに、第１温度よりも低い第２温度に冷却された気体を吹き付けることによって、主面５の温度が、主面５の鉛直方向における上部５ａから下部５ｃに向かって低くなる温度勾配を付与するように冷却する。
【００４０】
冷却工程では、冷却された気体として、１０℃〜１５℃程度の窒息またはドライエアを吹き付ける。第１温度及び第２温度は、半導体基板３の主面５に所望の温度勾配を付与するように設定される。
【００４１】
主面５の温度勾配は、昇降部材１７によって半導体基板３を昇降させる速度や、搬送機構によって冷却槽１１、薬液槽１２、水洗槽１３の間を搬送する速度を適宜制御することで、所望の温度勾配が得られるように調整することが可能である。
【００４２】
冷却工程で冷却された半導体基板３は、図３（ｂ）に模式的に示すように、主面５の上部５ａから下部５ｃに向かって温度が低くなる温度分布が生じる。本実施形態では、半導体基板３の主面５の上部５ａが２０℃、中部５ｂが１９℃、下部５ｃが１８℃となるように、上部５ａと下部５ｃとで２℃の温度差を付与している。したがって、半導体基板３の主面５の上部５ａと下部５ｃとで、エッチングレートに２０％の差が付与される。
【００４３】
また、冷却工程では、複数の半導体基板３が、主面５を互いに平行にして間隔をあけて冷却槽１１内に配列されて、複数の半導体基板３が一括して冷却されてもよい。
【００４４】
なお、本実施形態の半導体装置の製造方法では、冷却工程において、半導体基板３の主面５に温度勾配を付与するために、半導体基板３の中央部５ｂと下部５ｃに、異なる温度で冷却された気体をそれぞれ吹き付けたが、気体の温度を異ならせる代わりに、冷却された気体の流量を制御することで行われてもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、半導体基板３に対して、冷却された気体を吹き付けることによって、半導体基板３の主面５に温度勾配を付与しているが、気体を用いる代わりに、液体としての純水を冷却槽１１に注入して用いて、半導体基板３に温度勾配を付与してもよい。冷却槽１１の上部から下部に向かって温度が小さくなる温度勾配を有する純水を用いることで、純水に浸漬させた半導体基板３の主面５に温度勾配を付与することができる。この場合、冷却槽１１の下部と中部に、異なる温度に冷却された純水をそれぞれ供給するように構成されてもよい。
【００４６】
図４及び図５に、実施形態の半導体装置の製造方法におけるエッチング工程を説明するための模式図を示す。冷却工程後、半導体基板３は、搬送機構によって主面５の鉛直方向の向きを変化させずに、エッチング工程の薬液槽１２に搬送される。図４に示すように、半導体基板３は、主面５の全体が、下部５ｃ側から薬液１２ａに所定時間だけ浸漬されることで、薬液１２ａによってエッチングされる。
【００４７】
エッチング工程では、例えば、温度が２０度で、フッ酸の濃度が５０％の薬液１２ａに半導体基板３を浸漬し、シリコン酸化膜を１０秒間エッチングする。このとき、半導体基板３の主面５のエッチング量が平均１２００ｎｍ程度となる。つまり、この場合、シリコン酸化膜のエッチングレートが１２０ｎｍ／秒である。
【００４８】
フッ酸の濃度が比較的高い５０％である薬液１２ａを用いているので、薬液１２ａの浸漬時間が長い下部５ｃのエッチング量と、浸漬時間が短い上部５ａのエッチング量とに生じる差が大きくなる。また、シリコン酸化膜のエッチングレートは、半導体基板３の温度が１℃低下するのに伴って１０％程度低下する。
【００４９】
上述の冷却工程によって、半導体基板３は、主面５に温度勾配が付与されているので、主面５において、温度が低い下部５ｃのエッチングレートが、温度が高い上部５ａのエッチングレートよりも低くなる。したがって、エッチング工程において、半導体基板３の主面５は、上部５ａのエッチングが中部５ｂ及び下部５ｃよりも速く進行し、次に中部５ｂのエッチングが下部５ｃよりも速く進行し、下部５ｃのエッチングが上部５ａ、中部５ｂよりも進行が遅くなっている。
【００５０】
図４及び図５に示すように、エッチング工程では、半導体基板３全体を薬液１２ａに浸漬するまでの時間と、半導体基板３全体を薬液１２ａから引き上げるまでの時間との合計が２秒要している。したがって、１０秒間のエッチングを行った場合、薬液１２ａに対して下部５ｃ側から浸漬される半導体基板３は、主面５の鉛直方向の上部５ａ、中部５ｂ、下部５ｃが薬液１２ａに浸漬されている浸漬時間がそれぞれ異なり、主面５の上部５ａが１０秒間、中部５ｂが１１秒間、下部５ｃが１２秒間となる。つまり、半導体基板３の主面５の上部５ａと下部５ｃとで、浸漬時間に２秒間の差が生じる。
【００５１】
しかしながら、半導体基板３の主面５には、上述のように、上部５ａと下部５ｃに２℃の温度勾配が付与されているので、温度勾配がもたらすエッチング量の差が、薬液１２ａの浸漬時間の差がもたらすエッチング量の差を相殺し、エッチング量の差が均一化される。
【００５２】
図６に、実施形態の半導体装置の製造方法における水洗工程を説明するための模式図を示す。冷却工程後、半導体基板３は、搬送機構によって主面５の鉛直方向の向きを変化させずに、水洗工程の水洗槽１３に搬送される。図６に示すように、半導体基板３は、主面５の全体が、下部５ｃ側から純水１３ａに浸漬されることで、薬液１２ａによるエッチングの進行が停止する。
【００５３】
水洗工程では、エッチング工程から搬送された半導体基板３の全体が純水１３ａに浸漬されるまでの時間を１秒要する。したがって、純水１３ａに対して下部５ｃ側から浸漬される半導体基板３は、主面５の鉛直方向の上部５ａと下部５ｃとで純水１３ａに浸漬されるまでの時間差が１秒間生じることになる。この時間差によっても、下部５ｃよりも１秒間遅く浸漬される上部５ａのエッチング量は、下部５ｃよりも（１２０ｎｍ／秒）×１秒＝１２０ｎｍだけ多くなってしまう。
【００５４】
以上を踏まえて、冷却工程において、半導体基板３の主面５の鉛直方向に付与する温度勾配は、エッチング工程における、主面５の上部５ａと下部５ｃの薬液１２ａの浸漬時間の差（２秒間）と、水洗工程での上部５ａと下部５ｃが純水１３ａに浸漬されるまでの時間の差（１秒間）を考慮して、主面５におけるエッチング量に生じる差を抑えるように適切に設定される。
【００５５】
本実施形態では、冷却工程において半導体基板３の主面５に２℃の温度勾配を付与することによって、主面５の上部５ａのエッチング量が１２００ｎｍとなるようにエッチングしたときに、下部５ｃのエッチング量が１２４８ｎｍとなり、ほぼ均一なエッチングを行うことができた。
【００５６】
上述したように、実施形態の半導体装置の製造方法は、半導体基板３の主面５の温度が上部５ａから下部５ｃに向かって低くなるように冷却する冷却工程を有することによって、半導体基板３の主面５の下部５ｃのエッチングレートを、上部５ａのエッチングレートよりも低くすることができる。冷却工程で生じさせたエッチングレートの差を利用することで、エッチング工程において、主面５の上部５ａよりも下部５ｃのエッチング量が多くなるが、冷却工程において主面５の下部５ｃのエッチングレートが、上部５ａのエッチングレートよりも低いので、エッチング量の差を相殺することが可能になる。その結果、半導体基板３の主面５の上部５ａと下部５ｃとにエッチング量の差が生じることを抑えることが可能になり、半導体基板３の主面５におけるエッチング量を均一化することができる。
【００５７】
また、実施形態によれば、エッチング工程におけるパーティクルの発生を避け、エッチング装置が複雑化することを避けることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  半導体装置の製造装置
３  半導体基板
５  主面
５ａ  上部
５ｂ  中部
５ｃ  下部
１１  冷却槽
１２  薬液槽
１２ａ  薬液
１３  水洗槽
１３ａ  純水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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